Генетика – это наука о закономерностях наследственности и изменчивости.
Биометрия — это наука, которая основана на описании и измерении тела живых организмов.
Методы генетики и биометрии
Современная генетика для исследования механизмов изменчивости и наследования признаков использует ряд актуальных методов. К ним относят:
- гибридологический,
- цитологический;
- биохимический,
- иммуногенетический;
- этологический.
Что касается биометрии, то она основывается на законе больших чисел, теории вероятности, а также методах математической обработки данных. Как правило, в биометрии проводятся массовые измерения различных признаков организмов, а также популяций, биоценозов.
Основоположниками данной науки являются Л. Кетле (изучал основы научной антропометрии, а также витальной статистики, демографии), Г. Мендель (положил начало количественному изучению связи между признаками потомства и признаками родителей).
Сам термин «биометрия» в научном обиходе был использован Ф. Гальтоном. Ученый основал журнал «Биометрика» в 1901 году. Двадцатый век дополнил эту область знаний математико-статистическими методами, а также биометрия стала использовать методы дифференциального и интегрального исчисления. Все эти методы применялись в ходе исследования численности организмов и патогенных особей. Такое биометрическое направление основал Р. Росс. Этот ученый применил высшую математику к процессу изучения взаимодействия между численности населения людей и особей малярийного плазмодия, а также численностью комаров – переносчиков.
За последнее время биометрия сильно расширила собственную область знаний, поскольку появилась кибернетика, которая изучала в контексте биологии и медицины количественные закономерности живых систем, которые могут саморегулироваться.
Связь биометрии и генетики
Ключевыми понятиями для биометрии можно назвать:
- «генеральную совокупность»;
- «выборку».
Генеральная совокупность – это совокупность всех объектов (единиц), относительно которых предполагается делать выводы при изучении конкретной задачи.
Выборка – это часть генеральной совокупности элементов, которая охватывается экспериментом (наблюдением, опросом).
Указанные параметры часто используются в генетике, поскольку процент наследования признаков в поколениях позволяет наглядно отследить механизм его формирования в ряду поколений. Таким образом биометрия наполняет генетику функциональным аппаратом, делает ее более обоснованной практически, позволяет снизить процент погрешности при анализе того или иного генетического явления и сделать его более объективным, а следовательно, ценным.
Что касается выборки, то она должна отвечать определенным требованиям и составляться по конкретным принципам. Способы вычисления определенных показателей выборки включают в себя: вычисление средней арифметической, среднего квадратичного отклонения, коэффициента изменчивости, статистических ошибок).
На развитие признаков животных организмов (также группы хозяйственно полезных) оказывают влияние наследственность, условия кормления, возраст животных, физиологическое содержание, естественный и искусственный отбор.
В биометрии и генетике часто используются конкретные средние величины, позволяющие понять специфику тех или иных измерений. Среди них:
- средняя арифметическая (x),
- средняя геометрическая (G),
- средняя квадратическая (S),
- средняя гармоническая (H),
- мода (Mo),
- медиана (Me).
Средняя арифметическая – это статистический параметр, который характеризует совокупность конкретного изучаемого признака.
В целом, этот параметр показывает значение признака, максимально характерного для совокупности животных. Вычисление средней арифметической сильно зависит от количества особей, выборка называется малочисленной, если она составляет до 30 особей. Более 30 особей составляют многочисленную выборку.
Средняя геометрическая применяется для изучения темпов роста среднего прироста особей в популяции за конкретный период времени.
Средняя квадратическая применяется для определения среднего диаметра эритроцитов, а также среднего объема ядра клетки.
Средняя гармоническая применяется при вычислении среднего уровня протекания какого-либо процесса.
Мода – это варианта, которая наиболее часто встречается в совокупности.
Медиана — это варианта, которая расположена в центре вариационного ряда и делит его на равные части. Значения уменьшаются и увеличиваются в зависимости от направления к медиане и от нее.
Биометрия помогает генетике, например, в процессе исследования процесса появления мутантных генов, приводящих к гибели животных. Данные биометрии показывают, что доля аномальных генов у гетерозиготных генов значительно больше, чем у гомозиготных. Обнаружение таких генов начинается с изучения родословных животных в ряду поколений и проходит анализ генов у их близкородственных видов.
Если ген аномалии имеет рецессивный тип, то при обследовании нескольких пометов доля аномальных будет составлять около 25 % от всех родившихся. Если ген имел доминантное наследование, то аномалия может присутствовать и проявляться уже у одного из родителей.
Также биометрия и генетика работают «вместе» при изучении генетических основ нервных заболеваний. С помощью биометрии было выяснено, что эпилепсия имеет полигенный характер наследования порогового типа. Липафусцикоз представляет собой форму полного идиотизма, и обуславливается рецессивным геном.
Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что биометрия и генетика являются перспективными областями знаний, которые могут решать большое количество актуальных научных и практических задач. Они находятся в своего рода синтетическом единстве и значительно расширяют возможности исследований в тех или иных отраслях биологического знания.
